Sinna Koivuniemi, Hämeen ammatti-instituutti
Annika Michelson, Hämeen ammattikorkeakoulu

Maaperään on sitoutunut enemmän hiiltä kuin maanpäälliseen kasvillisuuteen. Ilmakehään verrattuna maassa on lähes kaksinkertainen määrä hiiltä. Pienikin muutos maaperän hiilen määrässä voi vaikuttaa ilmakehän hiilidioksidipitoisuuteen ja näin ilmaston muutokseen. Suomalaisesta peltomaasta löytyy runsaasti hiiltä. Kivennäismaiden maaperän hiili on kumminkin vähentynyt peltomailla viimeisten vuosikymmenien aikana. Pelloilla havaittava hiilen väheneminen johtuu mm. viljelystoimien voimaperäistymisestä ja yksivuotisten kasvien viljelyn yleistymisestä. Yksivuotisten kasvien viljelyssä maata muokataan säännöllisesti. Tämä rikkoo maan hiiltä sitovaa mururakennetta. Pintamaassa tapahtuvat muutokset heijastelevat mahdollisesti myös syvemmissäkin maakerroksissa tapahtuvia muutoksia. (LUKE, 2016)

Multavuus kertoo maanäytteessä olevan eloperäisen eli orgaanisen aineksen osuudesta. Mitä enemmän orgaanista-ainesta maa sisältää, sitä multavampaa maa on. Eloperäinen-aines ja sen hajoamistuotteet parantavat kivennäismaiden rakennetta. Eloperäinen-aines lisää myös ravinteiden ja veden pidätyskykyä. Kivennäismailla ihanteellinen orgaanisenaineksen määrä on 15 %. Multavuuden lisääntyessä maan typpi- ja fosforilannoitustarve pienenee. (Opetushallitus, 2018)

Maanäytteen multavuus määritetään hehkuttamalla maanäytteen orgaaninen aines pois muhveliuunissa. Hämeen ammatti-instituutti Mustialan tutkimus- ja opetusmaatilalla määriteltiin kesällä 2018 eri lohkojen maaperän hiilisisältö hehkuttamalla. Maaperänäytteitä otettiin viideltä lohkosta:

• Lohko 7
• Kuivurinlohko, lohko 11.
• Pellinsuo 1, lohko 33
• Puutarhalohko, lohko 37.
• Kyttälännyppylä, lohko 40.

Lohkot valittiin maalajin perusteella. Pellinsuo on multamaa, lohko 7 on hietasavi, Kuivurilohko on hiesusavi ja Puutarhalohko on karkea hieta. Kyttylännyppylä on perinnemaisema, jota ei ole koskaan muokattu. Lohkosta 7, 11 ja 37 otettiin kaksi maanäytettä. Toinen paikka oli arvioitu hyväkuntoisemmaksi, kun toinen. Tavoite oli myös vertailla itse tehtyjä tuloksia virallisen maanäytelaboratorion tuloksien kanssa, jotta saadaan tietoa omien tutkimustuloksien luotettavuudesta.

Kartalla merkattu näytteidenotto lohkot.

Maanäytteiden ottamisessa tarvitaan seuraavia välineitä: kairat, merkkikeppejä, ämpärit, näyterasiat, mitta, teippi ja kynä. Karttaan merkatuista pisteistä otettiin noin kolmen metrin etäisyydellä kahdeksan osanäytettä. Osanäytteet sekoitettiin, jotta saatiin tasalaatuiset näytteet. Jokaisesta pisteestä otettiin kaksi näytettä eri syvyydeltä. Ensimmäinen näyte otettiin 10-20 cm:n syvyydestä ja toinen 25-35 cm:n syvyydestä. Näyterasiat olivat kaikki samanlaisia. Maanäytteet otettiin 26.4.2018-7.5.2018 ja hehkutuksia tehtiin 21-23.5.2018.

Näytteen ottopaikka. Näytteiden ottamiseen käytettiin kahta kairaa. Oikealla näkyy leveämpi karia, jolla otettiin 10-20 cm:n syvyydestä näyte ja vasemmalla näkyy kapeampi kaira, jolla näyte otettiin 25-35 cm:n syvyydestä. Kapea kaira menee helpommin reikään, kun ensimmäinen näyte on otettu leveämmällä kairalla.

Näytteet laitettiin ämpäriin ja sekoitettiin. Jokaisella näytteellä oli oma rasia, johon kirjoitettiin lohkon numero, näytepisteen numero, sekä syvyys.

Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalla on oma pieni laboratorio, jossa voidaan tehdä pienmuotoisia maaperätutkimuksia, mm. hehkuttaminen. Laboratoriossa tarvitaan seuraavat välineet: Posliini- tai kvartsiastioita, spaatteli, eksikaattori, huhmare. Käytettiin myös analyysivaakaa ja muhveliuunia.

Lautaselle annosteltiin osa maannäytteestä ja merkattiin lohkotunnus lautaselle, jotta tiedetään mistä näytteestä on kyse. Näytteet kuivattiin kuivatus uunissa. Uuni kuumennettiin 100 oC ja näytteet olivat vähintään 1,5 tuntia uunissa. Näytteet jäähdytettiin.

Kuivatuksen jälkeen punnittiin noin 10 grammaa näytettä. Näytteet siirrettiin hehkutusuuniin ja paperille merkattiin, mikä näyte on missäkin.

Uuni päälle laittaessa siellä oli 170 oC. Uuni kuumenneettiin 700 oC johon meni noin 45 minuuttia. Tämän jälkeen uuni sammutettiin ja odotettiin 60 minuuttia. Tällöin uuni oli 550 oC.

Hehkutuksen jälkeen punnittiin näyte astioineen uudestaan. Koska astiat olivat kaikki erikokoisia, jouduttiin punnitsemaan jokainen erikseen, jotta saatiin astian paino. Näytteen paino saatiin, kun laskettiin erotus astian ja kokonaispainon väliin. 

Kuivatut näytteet rasioissa.  

Mustialan opetusmaatilan hehkutusnäytteiden raakadataa.  Maan orgaanisen aineksen määrä lasketaan suhteellisena osuutena kuivatusta maasta. Orgaanisen aineksen osuuden perusteella määritetään maan multavuusluokka.

Maa jaetaan orgaanisen aineksen suhteellisen osuuden mukaan 6 eri multavuusluokkaan. Lähde: Opetushallitus, 2018.

Mustialan opetusmaatilan vlaittujen lohkojen multavuusluokat eri syvyyksissä (2018).

Orgaanisen aineksen osuus -% valituilla lohkoilla Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalla, kevät 2018. Mustialan opetusmaatilan tutkittujen lohkojen orgaanisen aineksen prosenttiosuus oli syvyydellä 0-20 cm runsasmultaisia (Lohko 7, Kuivurilohko ja perinnemaisema Kyttylännyppylä) ja yhden lohkon osalta multava (Puutarhalohko). Pellinsuo lohko on vanha kuivatettu suo ja siellä on turvemaita.

Orgaanisen aineksen osuus-% valituilla lohkoilla Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalla, kevät 2018. Syvyys 0-20 cm (2018) Puutarhalohkossa (37) on vähiten orgaanista ainesta. Kuivurilohkon ja Puuhtarhalohkon arvioidut huonokuntoisempien osioiden multavuusprosentti oli analyysimme mukaan hiilitasoltaan parempia.

Orgaanisen aineksen osuus-% valituilla lohkoilla Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalla, kevät 2018. Syvyys 25-35 cm (2018) Lohko 7b (meidän arvoin mukaan huono paikka) sisälsi enemmän orgaanista aineista verrattuna muu lohkoihin. Myös Kuivurilohkon meidän mielestä hyvä paikka sisälsi enemmän orgaanista aineista. Muiden lohkojen osalta orgaanista aineista oli alle 5%.

Orgaanisen aineksen osuus-% valituilla lohkoilla Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalla, kevät 2018. Näytteet otettiin syvyyksistä 0-20 cm ja 25-35 cm . Pellinsuon turvemaassa on luonnollisesti yhtä korkea orgaanisen aineksen osuus niin 0-20 cm kun 25-35 cm syvyydessä. Lohko 7A (hyvä paikka) ja Kuivurinlohko 11B (huono paikka) erot multavuudessa eri syvyyksissä olivat suurempia verrattuna muiden lohkojen eroihin eri syvyyksissä. Orgaanisen aineksen prosenttiosuuksien suurimpia eroja eri syvyyksissä olivat lohkoissa 7A (ero 7,43 %) ja Kuivurinlohkossa 11B (7,06%) Kyttylännyppylä hakamaan orgaanisen aineksen prosenttiosuusero eri syvyyksissä oli 6,75%.

Huonokasvuisilla lohkoilla rakenneongelmat ovat yleisempiä. Yleensä ongelmalohkoilla on useampi ongelma eli ongelmajoukko, joka tekee siitä herkemmän sään ääri-ilmiöille. Ongelmat ovat myös toisiinsa kytkeytyneitä, kuten heikon kuivatuksen aiheuttama tiivistyminen, joka heikentää kuivatusta entisestään. Toinen mahdollisuus on heikon rakenteen aiheuttama lisääntynyt muokkaustarve, joka heikentää murukestävyyttä entisestään.  (Mattila & Rajala, 2017). 

Mikrobiaktiivisuus vaikuttaisi kuvaavan eri asiaa kuin lohkon kokonaismultavuus. Mikrobiaktiivisuus ei suoraan korreloi multavuuden kanssa ja se muuttuu toimenpiteiden seurauksena ja tästä syystä sitä pidetään hyvänä indikaattorina maan kasvukunnon muutosten seuraamiseen. Tiivistyminen, märkyys ja kylmyys rajoittavat mikrobitoimintaa kenttäolosuhteissa. Lierot, hyppyhäntäiset ja alkueläimet nopeuttavat typen kiertoa. Ongelmat murukestävyydessä, lierojen määrässä ja maan poikkeavassa C:N suhteessa vaikuttavat olevan yleisempiä heikkokasvuisilla, kuin hyväkasvuisilla lohkoilla. (Mattila & Rajala, 2017).

Maaperän hiilestä ainoasataan osa on labiili hiili. Labiilin hiilen osuus kokonaishiilestä oli Mattila & Rajala (2017) tutkimuksessa 0,2-0,7%. (Mattila & Rajala, 2017). Labiili hiili eli epävakaa hiili on hiili, joka hajoittuu suhteellisen nopeasti. Labiilinen hiili on suurin ruokalähde maaperän mikro-organismeille ja näin hyvä maaperän indikaattori. Labiilihiilen määrä ja laatu vaikuttaa maaperän maatumistasoon. (Soilquality, 2018).  Labiilin hiilen alhaisin osuus oli Mattila & Rajalan tutkimuksessa (2017) multa- ja turvemailla ja korkein vähämultaisilla hietamailla. Tämä voi osaltaan selittää sitä, miksi mikrobiaktiivisuus ei korreloinut kokonaismultavuuden kanssa. Korkea mikrobiaktiivisuus ja labiilin hiilen osuus hietamailla johtaa nopeasti myös hiilivaraston hupenemiseen.

Lähteet 

LUKE: Maaperän hiili on vähentynyt peltomailla. 9.3.2016. Haettu 21.11.2018 osoitteesta https://www.luke.fi/uutiset/maaperan-hiili-on-vahentynyt-peltomailla/ 

Opetushallitus. Laboratorioanalyysit. Multavuuden määritys maanäytteestä. Haettu 21.11.2018 osoitteesta http://www03.edu.fi/oppimateriaalit/laboratorio/ymparistoanalyysit_maanaytteen_multavuus.html 

Mattila, Tuomas J. ja Rajala, Jukka: Mistä ja miten tunnistaa maan hyvän kasvukunnon. Havaintoja kahdeksalta tilalta Varsinais-Suomesta, Satakunnasta ja Etelä-Pohjanmaalta.Helsingin yliopisto ruralia-instituutti. Raprotteja 171. OSMO-hanke. 2017. Haettu 28.11.2018 osoitteesta https://luomu.fi/tietopankki/uusi-raportti-mista-ja-miten-tunnistaa-maan-hyvan-kasvukunnon/   

Soilquality.org.au. Fact sheets. Labile carbon. Haettu 28.11.2018 osoitteesta http://soilquality.org.au/factsheets/labile-carbon